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KR20100017459A - Composite structure comprising a stringer with a pad embedded in the recess of a panel and method of transmitting forces - Google Patents

Composite structure comprising a stringer with a pad embedded in the recess of a panel and method of transmitting forces Download PDF

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KR20100017459A
KR20100017459A KR1020097024846A KR20097024846A KR20100017459A KR 20100017459 A KR20100017459 A KR 20100017459A KR 1020097024846 A KR1020097024846 A KR 1020097024846A KR 20097024846 A KR20097024846 A KR 20097024846A KR 20100017459 A KR20100017459 A KR 20100017459A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stringer
panel
recess
pad
face
Prior art date
Application number
KR1020097024846A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
엔조 코센티노
Original Assignee
에어버스 유케이 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에어버스 유케이 리미티드 filed Critical 에어버스 유케이 리미티드
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Abstract

A composite structure which may form, for example, the skin of an aircraft wing or fuselage comprises a panel (20) and a series of stringers (21-23) bonded to the surface of the panel (20). Each stringer comprises a web (24) extending at right angles to the panel (20) and a pair of flanges (25, 26) which are coplanar with the panel. The web (24) is tapered at the run-out in order to facilitate load transfer from the skin to the stringer, by providing a gradual increase in transverse bending and axial stiffness and relieving local stress concentrations. XA pad (27) protrudes downwardly from the base of the stringer (22) and extends beyond the ends of the web (24) and flanges (25, 26). The pad (27) is embedded in a recess in the panel. The recess has a right-hand end wall (30) and a left-hand end wall (31). The walls (30, 31) are oriented in substantially opposite directions, and extend across the width of the stringer substantially at right angles to its length. The end wall (30) engages a right-hand end surface (32) of the pad (27), and the end wall (31) engages a left-hand end surface (33) of the pad (27).

Description

패널의 리세스에 삽입된 패드를 갖는 스트링거를 포함하는 복합 구조체 및 힘 전달 방법{COMPOSITE STRUCTURE COMPRISING A STRINGER WITH A PAD EMBEDDED IN THE RECESS OF A PANEL AND METHOD OF TRANSMITTING FORCES}COMPOSITE STRUCTURE COMPRISING A STRINGER WITH A PAD EMBEDDED IN THE RECESS OF A PANEL AND METHOD OF TRANSMITTING FORCES}

본 발명은 패널, 패널의 표면에 접착된 스트링거를 포함하며, 상기 스트링거는 단부면과 상기 단부면으로부터 스트링거를 따라 길이방향으로 연장하는 한 쌍의 측면들을 갖는 복합 구조체에 관한 것이다. The present invention relates to a panel, a stringer bonded to a surface of the panel, the stringer relates to a composite structure having an end face and a pair of sides extending longitudinally along the stringer from the end face.

도 1은 예를 들어, 항공기 날개 또는 동체의 외판(skin)을 형성할 수 있는 패널(1)의 런아웃(run-out) 부분을 도시한다. 패널은 상기 패널의 길이를 따라 연장하는 스트링거들의 연속(series)에 의해 강화되며, 도 1에서 스트링거들 중 하나의 단면이 도시된다. 스트링거(2)는 패널에 수직으로 연장하는 웹(3)과, 상기 패널(1)에 접하는 플랜지(4)를 포함한다. 1 shows a run-out portion of a panel 1, which may for example form the skin of an aircraft wing or body. The panel is reinforced by a series of stringers extending along the length of the panel, in which a cross section of one of the stringers is shown. The stringer 2 comprises a web 3 extending perpendicular to the panel and a flange 4 in contact with the panel 1.

스트링거(2)는 도시된 바와 같이 형성된다. 웹(3)은 횡 굽힘(transverse bending)과 축 강성을 점진적으로 증가시키며, 국부적 응력 집중을 경감하는 것에 의해, 외판으로부터 스트링거로의 부하(load) 전달이 용이하도록 경계선 근처에서 테이퍼(taper)진다. 또한, 플랜지(4)는 보강재 팁(stiffener tip)이 더 유연하고 굽혀질 때 패널을 따라갈 수 있도록 웹의 말단을 지나 연장한다. The stringer 2 is formed as shown. The web 3 progressively increases transverse bending and axial stiffness and tapers near the perimeter to facilitate load transfer from the shell to the stringer by reducing local stress concentrations. . In addition, the flange 4 extends past the end of the web so that the stiffener tip can follow the panel when it is more flexible and bent.

프리텐션(pre-tensioned) 볼트(5)는 박리 또는 얇은 층으로 갈라지는 것을 예방하도록 사용된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 프리텐션 로드(6)는 패널(1)의 일부 영역(7)과 플랜지(4)를 압축시킨다. 그러나, 압축된 영역(7)과 압축되지 않은 플랜지(4)의 팁(9) 사이에 말단 영역(8)이 존재한다. 따라서, 볼트(5)는 플랜지(4)의 팁(9)이 패널(1)과 만나는 경계면(10)에서 시작하는 파괴(failure)를 지연시킬 수 없다. Pre-tensioned bolts 5 are used to prevent peeling or cracking into thin layers. As shown in FIG. 2, the pretension rod 6 compresses a portion 7 of the panel 1 and the flange 4. However, there is a distal region 8 between the compressed region 7 and the tip 9 of the uncompressed flange 4. Thus, the bolt 5 cannot delay the failure starting at the interface 10 where the tip 9 of the flange 4 meets the panel 1.

개선된 디자인이 도 3에 도시된다. 이 경우에 워셔(washer)(11)는 압축 영역이 두께를 통해 플랜지의 팁까지 전달되도록 사용되며, 따라서 팁에서 박리 파괴 모드(peeling failure mode)를 억제한다. 그러나, 도 3의 해결책은 팁에서 슬라이딩(sliding) 파괴 모드를 억제하지 않는다. The improved design is shown in FIG. In this case a washer 11 is used such that the compression zone is transmitted through the thickness up to the tip of the flange, thus suppressing the peeling failure mode at the tip. However, the solution of FIG. 3 does not inhibit the sliding failure mode at the tip.

본 발명의 제1 양상은 패널; 및 상기 패널의 표면에 접착되는 스트링거를 포함하며, 상기 스트링거는 단부면과 상기 단부면으로부터 스트링거를 따라 길이방향으로 연장하는 한 쌍의 측면들을 가지며, 상기 패널의 표면은 상기 스트링거의 단부면과 접하는 제1 벽과 상기 스트링거의 다른 부분과 접하는 제2 벽을 가지며 형성되는 복합 구조체를 제공한다. A first aspect of the invention is a panel; And a stringer glued to the surface of the panel, the stringer having an end face and a pair of sides extending longitudinally along the stringer from the end face, the surface of the panel being in contact with the end face of the stringer. A composite structure is formed having a first wall and a second wall in contact with another portion of the stringer.

본 발명의 제2 양상은 본 발명의 제1 양상의 복합 구조체에서 힘 전달 방법을 제공하며, 상기 방법은:A second aspect of the present invention provides a method of force transmission in the composite structure of the first aspect of the present invention, the method comprising:

패널의 표면에 형성된 제1 벽과 스트링거의 단부면 사이에서 수직 반작용(normal reaction)에 의해 패널로부터 스트링거로 압축력을 전달하는 단계; 및Transmitting a compressive force from the panel to the stringer by a normal reaction between the first wall formed on the surface of the panel and the end face of the stringer; And

패널의 표면에 형성된 제2 벽과 스트링거의 반대면 사이에서 수직 반작용에 의해 패널로부터 스트링거로 인장력을 전달하는 단계를 포함한다.  Transmitting a tensile force from the panel to the stringer by a vertical reaction between the second wall formed on the surface of the panel and the opposite side of the stringer.

상기 스트링거와 패널 사이의 접착은 부품들 사이에 접착층을 가하거나, 부품들을 공경화(co-curing)하거나, 다른 어떠한 방법으로 부품들을 접착하는 것에 의해 형성될 수 있다. The bond between the stringer and the panel can be formed by applying an adhesive layer between the parts, co-curing the parts, or bonding the parts in some other way.

상기 패널은 단일 피스(piece)로부터 형성되거나, 2 이상의 재료의 겹들(plies)로부터 형성될 수 있다. 이 경우, 각각의 겹은 일반적으로 에폭시 수지 매트릭스에 주입된 탄소-섬유와 같은 복합 재료로부터 형성된다. The panel may be formed from a single piece or may be formed from plies of two or more materials. In this case, each ply is generally formed from a composite material, such as carbon-fiber, injected into an epoxy resin matrix.

일 실시예에서, 스트링거는 스트링거의 제1 단부면과 반대편 말단에 있는 제2 단부면을 가지며, 패널 내에 형성된 제2 벽은 상기 스트링거의 제2 단부면과 접한다.In one embodiment, the stringer has a second end face opposite the first end face of the stringer, and a second wall formed in the panel abuts the second end face of the stringer.

다른 실시예들에서, 스트링거는 패널의 표면에 접착되는 기저(base)와, 상기 기저로부터 돌출하며 상기 패널 내 리세스에 삽입되는 패드를 포함한다. 상기 패드는 리세스의 제1 말단 벽에 접하는 제1 단부면과, 리세스의 제2 말단 벽에 접하는 제2 단부면을 갖는다. 이 경우에, 리세스는 전체 패널의 폭을 따라 연장할 수 있으며(따라서 측벽들을 가지지 않음), 더 바람직하게 상기 패드는 리세스의 제1 측벽에 접하는 제1 측면과 리세스의 제2 측벽에 접하는 제2 측면을 갖는다. 상기 패드는 리세스에 접착될 수 있으며, 더 바람직하게 스트링거의 기저와 패널 표면 사이의 접착은 패드에서 끝난다. 이 경우에, (패스너(fastener)와 같은) 다른 수단들이 상기 패드를 상기 리세스에 고정하도록 사용될 수 있다. In other embodiments, the stringer includes a base adhered to the surface of the panel and a pad protruding from the base and inserted into a recess in the panel. The pad has a first end face in contact with the first end wall of the recess and a second end face in contact with the second end wall of the recess. In this case, the recess can extend along the width of the entire panel (and thus have no side walls), more preferably the pad is provided at the first side facing the first side wall of the recess and at the second side wall of the recess. It has a second side facing. The pad may be bonded to the recess, more preferably the adhesion between the base of the stringer and the panel surface ends at the pad. In this case, other means (such as fasteners) can be used to secure the pad to the recess.

상기 벽들은 상기 스트링거의 폭을 따라 예각(acute angle)으로 연장할 수 있으며, 오목하거나 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 더 바람직하게 패널의 표면에 형성된 제1 및 제2 벽들은 실질적으로 서로 대향하는 방위에 있으며(oriented), 상기 스트링거의 길이에 실질적으로 수직하게 상기 스트링거의 폭을 따라 연장한다. 이러한 배열은 수직 반작용 힘들이 패널과 스트링거 사이에서 효과적으로 전달될 수 있도록 한다. The walls may extend at an acute angle along the width of the stringer and may be concave or convex. More preferably, however, the first and second walls formed on the surface of the panel are oriented substantially opposite each other and extend along the width of the stringer substantially perpendicular to the length of the stringer. This arrangement allows vertical reaction forces to be effectively transferred between the panel and the stringer.

도 1은 종래의 제1 스트링거 런아웃(run-out)을 지나는 종단면도이다. 1 is a longitudinal sectional view through a conventional first stringer run-out.

도 2는 프리텐션 부하(load)의 효과를 설명하는 도 1의 스트링거 런아웃 부분의 확대도이다. FIG. 2 is an enlarged view of the stringer runout portion of FIG. 1 illustrating the effect of pretension load. FIG.

도 3은 종래의 제2 스트링거 런아웃(run-out)을 지나는 종단면도이다. 3 is a longitudinal sectional view through a conventional second stringer run-out.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합 구조체의 사시도이다. 4 is a perspective view of the composite structure according to the first embodiment of the present invention.

도 5 내지 7은 도 4에 도시된 스트링거들 중 하나의 런아웃 영역을 지나는 종단면도들이다.5 through 7 are longitudinal sectional views through the runout region of one of the stringers shown in FIG. 4.

도 8 내지 11은 다양한 대안적인 스트링거 실시예들의 런아웃 영역들을 지나는 종단면도들이다. 8-11 are longitudinal cross-sectional views through runout regions of various alternative stringer embodiments.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 구조체의 종단면도이다. 12 is a longitudinal sectional view of a composite structure according to another embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 구조체의 종단면도이다. 13 is a longitudinal sectional view of a composite structure according to another embodiment of the present invention.

도 4는 예를 들어, 항공기 날개 또는 동체의 외판을 형성할 수 있는 복합 구조체의 일부분을 도시한다. 상기 구조체는 패널(20)과, 상기 패널(20)의 표면에 접착되는 스트링거들(21-23)의 연속(series)을 포함한다. 각각의 스트링거는 한 쌍의 말단들(각각의 말단은 종래에 "스트링거 런아웃"으로 알려짐)과, 스트링거 런아웃들 사이에서 길이방향으로 연장하는 한 쌍의 측면들을 갖는다. 항공기 날개의 경우에, 스트링거들은 날개의 루트(root)로부터 그 팁(tip)까지 날개길이(span-wise) 방향으로 연장한다. 4 illustrates a portion of a composite structure that may form, for example, the outer shell of an aircraft wing or fuselage. The structure includes a panel 20 and a series of stringers 21-23 bonded to the surface of the panel 20. Each stringer has a pair of ends (each end is conventionally known as a "stringer runout") and a pair of sides extending longitudinally between the stringer runouts. In the case of aircraft wings, stringers extend in a span-wise direction from the root of the wing to its tip.

도 4는 복합 구조체의 단지 일부분을 도시한다. 도 4에 도시된 부분은 스트링거(22)의 런아웃과, 스트링거들(21, 23)의 중간 영역들(즉, 스트링거들(21, 23)의 런아웃들은 미도시)을 포함한다. 각각의 스트링거는 패널(20)에 수직하게 연장하는 웹(24)과, 상기 패널과 같은 평면에 있는 한 쌍의 플랜지들(25, 26)을 포함한다. 4 illustrates only a portion of the composite structure. The portion shown in FIG. 4 includes the runout of the stringer 22 and the middle regions of the stringers 21, 23 (ie, the runouts of the stringers 21, 23 are not shown). Each stringer comprises a web 24 extending perpendicular to the panel 20 and a pair of flanges 25, 26 in the same plane as the panel.

웹(24)은 횡 굽힘과 축 강성을 점진적으로 증가시키며, 국부적 응력 집중을 경감하는 것에 의해, 외판으로부터 스트링거로의 부하(load) 전달이 용이하도록 런아웃에서 테이퍼(taper)진다. The web 24 gradually tapers at runout to facilitate lateral bending and axial stiffness, and to reduce local stress concentrations, thereby facilitating load transfer from the shell to the stringer.

패드(27)는 스트링거(22)의 기저로부터 하방으로 돌출하며, 웹(24)의 말단들과 플랜지들(25, 26)을 지나서 연장한다. 패드(27)는 도 5의 종단면도에 도시되는 패널 내 리세스에 삽입된다. 상기 리세스는 우측 말단 벽(30)과 좌측 말단 벽(31)을 갖는다. 상기 벽들(30, 31)은 실질적으로 서로 대향하는 방위에 있으며, 스트링 거의 길이에 실질적으로 수직하게 스트링거의 폭을 따라 연장한다. 말단 벽(30)은 패드(27)의 우측 단부면(32)과 접하며, 말단 벽(31)은 패드(27)의 좌측 단부면(33)과 접한다. 또한, 리세스는 도 4에 도시된 경계면들(37, 38)에서 패드(27)의 각 측벽들과 접하는 스트링거의 길이에 평행하게 연장하는 측벽들을 갖는다. The pad 27 projects downward from the base of the stringer 22 and extends beyond the ends of the web 24 and the flanges 25, 26. The pads 27 are inserted into recesses in the panel shown in the longitudinal cross-sectional view of FIG. The recess has a right end wall 30 and a left end wall 31. The walls 30, 31 are in a substantially opposite orientation and extend along the width of the stringer substantially perpendicular to the length of the string. The end wall 30 abuts the right end face 32 of the pad 27, and the end wall 31 abuts the left end face 33 of the pad 27. The recess also has side walls extending parallel to the length of the stringer in contact with the respective side walls of the pad 27 at the interfaces 37, 38 shown in FIG. 4.

패널(20)은 "수지 침투 가공재들(prepregs)"(에폭시 수지 매트릭스에 주입된 단일-축 탄소 섬유의 층들)의 스택(stack)을 적층하고, 오토클레이브(autoclave)에서 상기 스택을 경화하는 것에 의해 제조된다. 리세스는 패널의 표면에서 깍여질 수 있다(예를 들어, 원하는 영역에서 패널에 산(acid)을 적용). 대안적으로 상기 리세스는 적층 공정동안 형성될 수 있다. 즉, 수지 침투 가공재의 각각의 층은 자동화 테입 레잉(automated tape laying, ATL) 기계에 의해 적층되며, 상기 ATL 기계는 리세스의 기저까지 층들의 연속을 적층하며, 리세스의 영역에서 연속적인 층들을 한정시킨다. Panel 20 is used to laminate a stack of "resin penetrations" (prepregs) (layers of single-axis carbon fibers injected into the epoxy resin matrix) and to cure the stack in an autoclave. Is manufactured by. The recess can be mowed at the surface of the panel (eg, applying acid to the panel in the desired area). Alternatively, the recess may be formed during the lamination process. That is, each layer of resin impregnated workpiece is laminated by an automated tape laying (ATL) machine, where the ATL machine deposits a series of layers up to the base of the recess, and the continuous layer in the region of the recess. Qualify them.

스트링거(22)는, 각 주축(mandrel) 상에 수지 침투 가공재의 스택을 적층하는 것에 의해 형성되는 2개의 L-형상 프리폼들(preforms)을 적층하며, 상기 L-형상 프리폼들을 오토클레이브 내에 연속적으로 배치하고, 상기 L-형상 프리폼들을 공경화하는 것에 의해 제조된다. The stringer 22 stacks two L-shaped preforms, which are formed by stacking a stack of resin penetrating workpieces on each mandrel, and successively placing the L-shaped preforms in an autoclave. By placing and co-curing the L-shaped preforms.

스트링거(22)의 기저는 접착층(34)으로 코팅된다. 접착층(34)은 패드(27)의 좌측 단부면(33)에서 끝난다. 다음으로 스트링거는 적소에 설비되며, 접착층(34)이 경화되고, 패스너들(35)이 설비되며 프리텐션 된다. The base of the stringer 22 is coated with an adhesive layer 34. The adhesive layer 34 terminates at the left end surface 33 of the pad 27. The stringer is then installed in place, the adhesive layer 34 is cured, the fasteners 35 are installed and pretensioned.

도 6에 도시된 바와 같이, 압축력(40)이 가해질 때, 이 압축력은 표면들(30, 32) 사이의 우측 경계면에서 수직 반작용 σx, right 에 의해 패널로부터 스트링거로 전달된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 인장력(41)이 가해질 때, 이 인장력은 표면들(31, 33) 사이의 좌측 경계면에서 수직 반작용 σx, left 에 의해 패널로부터 스트링거로 전달된다. 이러한 경계면들이 접착되지 않았다는 것은 인장 수직 응력이 경계면을 가로질러 전달될 수 없다는 것을 의미한다. 패드(27)의 기저와 리세스의 기저 사이의 경계면(36)에 어떠한 전단 반작용(shear reaction)도 존재하지 않으며, 이는 경계면(36)이 접착되지 않기 때문이다. As shown in FIG. 6, when a compressive force 40 is applied, the compressive force is the vertical reaction σ x, right at the right interface between the surfaces 30, 32. Is passed from the panel to the stringer. As shown in FIG. 7, when a tension force 41 is applied, this tension force is the vertical reaction σ x, left at the left interface between the surfaces 31, 33. Is passed from the panel to the stringer. The absence of such interfaces means that tensile normal stress cannot be transmitted across the interface. There is no shear reaction at the interface 36 between the base of the pad 27 and the base of the recess because the interface 36 is not bonded.

도 4 및 5에 도시된 삽입된 구조에서 응력 집중도 에지 효과도 유발(trigger)되지 않으므로, 조인트(joint)의 전체 강도는 높아질 수 있다. Since neither the stress concentration nor the edge effect is triggered in the inserted structures shown in FIGS. 4 and 5, the overall strength of the joint can be high.

도 5에서, 표면들(30-33)과 리세스의 기저 사이의 각들은 모두 대략 90도이다. 대안적인 실시예(미도시)에서, 이러한 각도들은 90도 이상이거나 이하일 수 있으며, 표면들(30-33)은 비-평면일 수 있다. In FIG. 5, the angles between the surfaces 30-33 and the base of the recess are all approximately 90 degrees. In an alternative embodiment (not shown), these angles may be above or below 90 degrees, and surfaces 30-33 may be non-planar.

다른 실시예(미도시)에서, 또한, 접착층(34)은 기저, 말단 벽들, 및 리세스의 측벽들을 코팅할 수 있다. 이 경우, 전체 국부 인플레인(in-plane) 부하의 절반만이 인장력-부하(tensile-loaded) 벽에 의해 전달될 것이며, 나머지 절반은 압축력-부하(compressive loaded) 벽에 의해 취해질 것이고, 어떠한 파괴 모드들도 유발하지 않을 것이다. 균열 전파와 관련된 손상 허용성과 파괴-안전의 관점에서, 만약 균열이 벽들 중 하나에 발생한다면, 균열은 접착제로부터 인접한 박판(lamina)으로 건너뛰어 조립체를 통해 전파될 것이며, 이는 박판이 균열 전파에 적은 에너 지 양을 필요로 하기 때문이다. In another embodiment (not shown), the adhesive layer 34 may also coat the base, end walls, and sidewalls of the recess. In this case, only half of the total local in-plane load will be carried by the tension-loaded wall, the other half will be taken by the compressive loaded wall, and any breakdown The modes will not trigger either. In terms of damage tolerance and fracture-safety associated with crack propagation, if a crack occurs in one of the walls, the crack will propagate through the assembly from the adhesive to the adjacent lamina, which causes the sheet to be less susceptible to crack propagation. This is because it requires an amount of energy.

대안적으로 스트링거는 패드와 리세스 사이에 공경화 접착을 형성하도록 패널과 공경화될 수 있다. 공경화 접착은 접착제 접착보다 더 우수할 수 있다. 만약 인장력-부하 벽 내 패널과 삽입된 패드(27) 사이의 수지 층에 균열이 발생하면, 인접한 박판이 수지 자체보다 단단하므로 균열은 동일한 층을 통해 전파될 것이다. 또한, 나머지 압축력-부하 벽은 파괴된 벽에 의해 앞서 반응한 부하(load)의 거의 전체 양을 감당하면서(carrying), 다른 벽의 파괴를 커버한다. 따라서, 삽입된 패드는 파괴-안전 요구 관점에서 리던던시(redundancy)를 달성한다. Alternatively, the stringer may be co-cured with the panel to form a co-cured bond between the pad and the recess. Co-curing adhesion can be better than adhesive adhesion. If a crack occurs in the resin layer between the panel in the tension-load wall and the pad 27 inserted, the crack will propagate through the same layer because the adjacent thin plates are harder than the resin itself. In addition, the remaining compressive-load walls cover the destruction of other walls, carrying almost the entire amount of load previously reacted by the broken walls. Thus, the inserted pad achieves redundancy in terms of failure-safety requirements.

만약 접착제가 경계면(36)을 따라 포함되면(또는 스트링거와 패널이 공경화에 의해 이 경계면을 따라 접착되면), 전단 응력이 존재할 수 있다. 그러나 이 응력 성분은 낮으며, 만약 패드(27)가 패널의 축 강성에 가까운 축 강성으로 디자인되면 무시될 수 있다. If the adhesive is included along interface 36 (or the stringer and panel are bonded along this interface by co-curing), shear stress may be present. However, this stress component is low and can be neglected if the pad 27 is designed for axial stiffness close to the axial stiffness of the panel.

대안적인 삽입된 패드 구조가 도 8 내지 11에 도시된다. Alternative inserted pad structures are shown in FIGS. 8-11.

도 8의 예에서, 스트링거 패드와 리세스 사이의 좌측 경계면(50)은 웹의 팁(53)의 우측에 배치된다. 또한, 원활한 부하 전달을 보장하고 박리에 요구되는 강도를 증가시키도록 플랜지(51)는 스트링거의 런아웃에서 테이퍼진 상부 면(52)을 갖는다는 것에 주의한다. In the example of FIG. 8, the left boundary 50 between the stringer pad and the recess is disposed on the right side of the tip 53 of the web. It is also noted that the flange 51 has an upper surface 52 tapered at the runout of the stringer to ensure smooth load transfer and increase the strength required for peeling.

도 9의 예에서, 스트링거 패드와 리세스 사이의 좌측 경계면(60)은 웹의 팁의 좌측에 배치된다. 또한, 플랜지(61)는 스트링거의 런아웃에서 테이퍼진 상부 면(62)을 갖는다는 것에 주의한다. In the example of FIG. 9, the left boundary 60 between the stringer pad and the recess is disposed on the left side of the tip of the web. Note that the flange 61 also has an upper face 62 tapered at the runout of the stringer.

도 10의 예에서, 스트링거 패드와 리세스 사이의 좌측 경계면(70)은 웹의 팁의 좌측에 배치된다. 또한, 플랜지(71)는 스트링거의 런아웃에서 테이퍼진 상부 면(72)을 가지며, 스트링거의 단부면(73)은 웹의 팁과 일직선인 것에 주의한다.In the example of FIG. 10, the left interface 70 between the stringer pad and the recess is disposed to the left of the tip of the web. Note that the flange 71 also has an upper face 72 tapered at the runout of the stringer, and the end face 73 of the stringer is in line with the tip of the web.

도 11의 예에서, 스트링거 패드와 리세스 사이의 좌측 경계면(80)은 웹의 팁의 좌측에 배치된다. 또한, 플랜지(81)는 스트링거의 런아웃에서 테이퍼진 상부 면(82)을 갖는다는 것에 주의한다. In the example of FIG. 11, the left interface 80 between the stringer pad and the recess is disposed to the left of the tip of the web. Note that the flange 81 also has an upper face 82 tapered at the runout of the stringer.

도 12는 패널(84)과, 상기 패널의 표면에 접착되는 스트링거(83)를 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 구조체를 도시한다. 상기 스트링거와 패널은 도 8 내지 11에 도시된 구조와 유사하나, 이 경우에 스트링거는 익현(chord) 방향으로(즉, 도 12의 평면의 안팍으로) 패널의 폭을 따라 연장하는 리브(rib)에 볼트로 죄어진다. 상기 리브는 웹(85)과 플랜지(86)를 포함한다. 스트링거의 패드(88)와 리브 플랜지(86)는 볼트들(87)에 의해 패널에 죄어진다. FIG. 12 shows a composite structure according to another embodiment of the present invention including a panel 84 and a stringer 83 adhered to the surface of the panel. The stringer and panel are similar to the structure shown in FIGS. 8 to 11, but in this case the stringer extends along the width of the panel in the chord direction (ie, into the planar view of FIG. 12). Bolted to The rib includes a web 85 and a flange 86. The stringer's pad 88 and rib flange 86 are fastened to the panel by bolts 87.

도 13은 패널(90)과, 상기 패널의 표면에 접착되는 스트링거(91)를 포함하는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 구조체를 도시한다. 도 13은 스트링거의 일 단부만을 도시하는 도 4 내지 12와 달리 스트링거의 양 단부들을 도시한다. FIG. 13 shows a composite structure according to another embodiment of the present invention including a panel 90 and a stringer 91 bonded to the surface of the panel. FIG. 13 shows both ends of the stringer in contrast to FIGS. 4-12 which show only one end of the stringer.

패널의 표면은 스트링거의 우측 말단(93)에 접하는 우측 말단 벽(92)과, 스트링거의 좌측 말단(95)에 접하는 좌측 말단 벽(94)과 함께 형성된다. 도 13의 실시예에서 스트링거의 기저는 완전히 평평하다는 것에 주의한다. 즉, 스트링거의 어느 말단에도 기저로부터 돌출하는 패드가 존재하지 않는다. 전술한 바와 같이 리세스를 형성하거나, 스트링거의 어느 말단에서 패널로 돌출 부분들을 고정하는 것에 의해 패널의 표면에 벽들(92, 94)이 제공될 수 있다. The surface of the panel is formed with a right end wall 92 abutting the right end 93 of the stringer and a left end wall 94 abutting the left end 95 of the stringer. Note that the base of the stringer in the embodiment of FIG. 13 is completely flat. That is, at either end of the stringer there are no pads protruding from the base. Walls 92 and 94 may be provided on the surface of the panel by forming a recess as described above, or by fixing the projecting portions to the panel at either end of the stringer.

압축력이 가해지면, 이 압축력은 우측 경계면(92, 93)에서 수직 반작용에 의해 패널로부터 스트링거로 전달되며, 인장력이 가해지면, 이 인장력은 좌측 경계면(94, 95)에서 수직 반작용에 의해 패널로부터 스트링거로 전달된다. When a compressive force is applied, this compressive force is transmitted from the panel to the stringer by vertical reaction at the right interface 92, 93, and when a tensile force is applied, this tension force is applied from the panel by vertical reaction at the left interface 94, 95. Is delivered to.

비록 본 발명이 하나 이상의 바람직한 실시예들을 참조하여 상기와 같이 설명되었으나, 첨부된 청구항들과 같이 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 변경 또는 수정이 이루어질 수 있음이 이해될 수 있다. Although the invention has been described above with reference to one or more preferred embodiments, it can be understood that various changes or modifications can be made therein without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims.

Claims (10)

패널; 및 상기 패널의 표면에 접착되는 스트링거를 포함하며, 상기 스트링거는 단부면과, 상기 단부면으로부터 스트링거를 따라 길이방향으로 연장하는 한 쌍의 측면들을 가지며, 상기 패널의 표면은 상기 스트링거의 단부면과 접하는 제1 벽과 상기 스트링거의 다른 부분과 접하는 제2 벽을 가지며 형성되는 복합 구조체.panel; And a stringer glued to the surface of the panel, the stringer having an end face and a pair of side surfaces extending longitudinally along the stringer from the end face, the surface of the panel having an end face of the stringer. A composite structure formed with a first wall abutting and a second wall abutting another portion of the stringer. 제 1 항에 있어서, 상기 스트링거는 패널의 표면에 접착되는 기저(base)와, 상기 기저로부터 돌출하며 상기 패널 내의 리세스에 삽입되는 패드를 포함하며, 상기 패드는 리세스의 제1 말단 벽에 접하는 제1 단부면과, 리세스의 제2 말단 벽에 접하는 제2 단부면을 갖는 것을 특징으로 하는 복합 구조체. 2. The stringer of claim 1, wherein the stringer comprises a base adhered to a surface of the panel and a pad protruding from the base and inserted into a recess in the panel, wherein the pad is attached to the first end wall of the recess. And a second end face in contact with the second end wall of the recess. 제 2 항에 있어서, 상기 패드는 리세스의 제1 측벽에 접하는 제1 측면과, 리세스의 제2 측벽에 접하는 제2 측면을 갖는 것을 특징으로 하는 복합 구조체.The composite structure of claim 2, wherein the pad has a first side facing the first sidewall of the recess and a second side facing the second sidewall of the recess. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 스트링거의 기저와 상기 패널 표면 사이의 접착은 상기 패드에서 끝나는 것을 특징으로 하는 복합 구조체. 4. A composite structure according to claim 2 or 3, wherein the adhesion between the base of the stringer and the panel surface ends at the pad. 제 1 항에 있어서, 상기 스트링거는 제1 단부면과 스트링거의 반대편 말단에 있는 제2 단부면을 가지며, 상기 패널 내에 형성된 제2 벽은 상기 스트링거의 제2 단부면과 접하는 것을 특징으로 하는 복합 구조체. The composite structure of claim 1, wherein the stringer has a first end face and a second end face at an opposite end of the stringer, and a second wall formed in the panel contacts the second end face of the stringer. . 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패널의 표면에 형성된 제1 및 제2 벽들은 실질적으로 서로 대향하는 방위에 있는 것을 특징으로 하는 복합 구조체. 6. A composite structure according to any one of the preceding claims, wherein the first and second walls formed on the surface of the panel are in substantially opposite orientations. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패널의 표면에 형성된 제1 및 제2 벽들은 상기 스트링거의 폭을 따라 연장하며, 상기 스트링거의 길이에 실질적으로 수직인 것을 특징으로 하는 복합 구조체. 7. A composite according to any one of claims 1 to 6, wherein the first and second walls formed on the surface of the panel extend along the width of the stringer and are substantially perpendicular to the length of the stringer. Structure. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 복합 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 외판(skin). 8. An aircraft skin comprising the composite structure of any one of claims 1-7. 제1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 복합 구조체에서의 힘 전달 방법으로서, As a force transmission method in the composite structure of any one of claims 1 to 8, 패널의 표면에 형성된 제1 벽과 스트링거의 단부면 사이에서 수직 반작용에 의해 패널로부터 스트링거로 압축력을 전달하는 단계; 및Transferring a compressive force from the panel to the stringer by a vertical reaction between the first wall formed on the surface of the panel and the end face of the stringer; And 패널의 표면에 형성된 제2 벽과 스트링거의 반대면 사이에서 수직 반작용에 의해 패널로부터 스트링거로 인장력을 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 전달 방법. Transmitting a tensile force from the panel to the stringer by a vertical reaction between the second wall formed on the surface of the panel and the opposite side of the stringer. 제 9 항에 있어서, 인장력은 상기 패널의 표면에 형성된 제1 벽과 상기 스트링거의 단부면 사이에서 상기 패널로부터 상기 스트링거로 실질적으로 전달되지 않으며, 압축력은 상기 패널의 표면에 형성된 제2 벽과 상기 스트링거의 반대면 사이에서 상기 패널로부터 상기 스트링거로 실질적으로 전달되지 않는 것을 특징으로 하는 힘 전달 방법. 10. The method of claim 9, wherein tensile force is not substantially transmitted from the panel to the stringer between the first wall formed on the surface of the panel and the end face of the stringer, and the compressive force is applied to the second wall formed on the surface of the panel and the And substantially no transmission from said panel to said stringer between opposite sides of said stringer.
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Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20141023

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